ГОРОДА СТОЯТ ТАМ, ГДЕ ПОДЪЁМЫ ОБХОДЯТСЯ ДЕШЕВЛЕ ВСЕГО
Подъём по склону стоит энергии, и в городе эти затраты никогда не прекращаются: они возвращаются всякий раз, когда маршрутом пользуются, — для каждого, кто им пользуется. Маршруты схожей длины могут требовать очень разных затрат. Федерико Беллисарди и Хосе Рамаско из института IFISC (CSIC-UIB) в Пальма-де-Мальорке вместе с Энрике Кано Сюньеном из Сарагосского университета и Аной Руис-Вароной из Университета Сан-Хорхе задали об этом простой вопрос. Нужно ли реальному городу меньше энергии на передвижение, чем тому же городу, иначе размещённому на том же рельефе?
Как подвигать город по его собственному ландшафту
Для каждого города команда подготовила три составляющие. Поездки: потоки «откуда — куда» между ячейками размером около километра, восстановленные по геолоцированным данным Twitter/X за 2015–2022 годы; учитывались только пользователи, находившиеся в городе не менее двух месяцев, чтобы уловить привычные перемещения. Улицы: дорожная сеть из OpenStreetMap. Рельеф: высоты из радарной топографической съёмки NASA с шаттла (Shuttle Radar Topography Mission) с разрешением около 90 метров.
Каждая поездка идёт по кратчайшему маршруту в трёх измерениях, а её энергия складывается из двух частей: одна пропорциональна расстоянию, другая начисляется за каждый метр подъёма — спуски подъёмы не компенсируют. В статье это записано так:
W = λL + mg ∫ max(0, dh/dℓ) dℓ
со значениями, типичными для легкового автомобиля (λ = 585 джоулей на метр, масса 1200 кг), одинаковыми для всех вариантов города.
Затем начинается эксперимент. Уличную сеть сдвигают шагами по 250 метров на расстояние до 2,5 км в каждом направлении, поворачивают на 1–40 градусов и растягивают на 2–20%, а поездки остаются прежними. Любой вариант, при котором улица попадает в море, в озеро или за пределы данных о высотах, отбрасывается. Для каждого варианта энергия пересчитывается.
Мадрид на дне кривой
Подъёмы сосредоточены: примерно на 10% участков улиц приходится более 60% всей работы по подъёму — вдоль коридоров, где крутые склоны совпадают с интенсивным движением. Поэтому малые сдвиги так важны: стоит чуть сместить сеть, и множество поездок попадает на несколько крутых коридоров — или уходит с них.
В Мадриде и в Сантьяго-де-Чили каждый проверенный сдвиг и каждый поворот увеличивают суммарную энергию; реальный город находится в минимуме. В Сантьяго самые высокие горы лежат на востоке и севере, и сдвиг города в эту сторону обходится дороже всего.
Мадрид: суммарная энергия поездок при сдвиге уличной сети с севера на юг или с востока на запад, повороте или растяжении. Красная звезда — реальный город — каждый раз находится в самом низу. — Рисунок 4a, Bellisardi et al. (2026), arXiv:2610.21558.
26 из 30
Из 56 городов 26 расположены у морей, озёр или у края данных — Чикаго со своим озером, Токио со своим заливом, — поэтому большинство их альтернатив было отброшено, и сравнение лишь частичное. Среди оставшихся 30 реальная планировка оказалась самой экономной из проверенных в 26. В шести из них уцелело мало альтернатив (для Бангкока, Берлина, Манилы и Сиднея — всего одна), и авторы просят читателей учитывать это при оценке.
В четырёх городах сдвинутый вариант оказывается лучше, причём всегда менее чем на 3%: Богота (−2,5%), Бандунг (−2,4%), Буэнос-Айрес (−0,7%) и Брюссель (−0,5%).
Лучшее место для Боготы — под водой
Богота раскинулась на высоком плато, ограниченном с востока крутыми Восточными холмами (Cerros Orientales) — охраняемым заповедником. Сдвиньте её на 750 метров к западу, подальше от горного фронта, — и она сэкономит 2,5%. Но город уже дорос на западе до реки Богота, в коридоре которой находятся подверженные наводнениям земли, восстанавливаемые водно-болотные угодья, противопаводковые сооружения и зона совместного планирования с соседними городами Кота, Фунса, Москера и Соача. «Более дешёвая» Богота — не то место, где кто-либо мог бы строить.
Богота: исходная (оранжевый) и сдвинутая на 750 м к западу (синий), а также изменение суммарной энергии при перемещении города на запад. — Рисунок 6, Bellisardi et al. (2026), arXiv:2610.21558.
У остальных исключений в статье похожие истории: южный вариант Бандунга приближается к вулканическому высокогорью, подверженному оползням; разница для Буэнос-Айреса на почти ровной равнине близка к точности метода; северный вариант Брюсселя упирается в железнодорожную и промышленную инфраструктуру. Авторы предполагают, что реальные города, возможно, уже занимают самую выгодную землю из действительно доступной.
Где поселить 25 000 новых жителей
Метод пригоден и для планирования. В Барселоне команда добавила 25 000 жителей в один из пяти кварталов-кандидатов со схожими расстояниями поездок и оценила их поездки с помощью гравитационной модели, откалиброванной по маятниковым поездкам самого города. Дополнительная ежедневная энергия составила примерно от 266 до 322 гигаджоулей. Доля подъёмов почти удвоилась от лучшего участка (около 55 ГДж) к худшему (около 101 ГДж) и составила 46 из 56 ГДж разницы между ними.
Авторы осторожны. Их результат согласуется с медленной взаимной подстройкой улиц, поездок и рельефа, но они не реконструируют, как росли города. Они проверили конечный набор перемещений, а не все возможные города. Данные взяты из Twitter/X, моделируется только автомобиль, пробки не учитываются, а ни один африканский город не удалось включить из-за отсутствия сопоставимых данных о мобильности. Если взять административные границы городов вместо целых агломераций, закономерность в основном исчезает — по мнению авторов, это знак того, что она присуща агломерации как целому.